uu.seUppsala universitets publikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Computational Ice Sheet Dynamics: Error control and efficiency
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Avdelningen för beräkningsvetenskap. Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Numerisk analys.
2016 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Ice sheets, such as the Greenland Ice Sheet or Antarctic Ice Sheet, have a fundamental impact on landscape formation, the global climate system, and on sea level rise. The slow, creeping flow of ice can be represented by a non-linear version of the Stokes equations, which treat ice as a non-Newtonian, viscous fluid. Large spatial domains combined with long time spans and complexities such as a non-linear rheology, make ice sheet simulations computationally challenging. The topic of this thesis is the efficiency and error control of large simulations, both in the sense of mathematical modelling and numerical algorithms. In the first part of the thesis, approximative models based on perturbation expansions are studied. Due to a thick boundary layer near the ice surface, some classical assumptions are inaccurate and the higher order model called the Second Order Shallow Ice Approximation (SOSIA) yields large errors. In the second part of the thesis, the Ice Sheet Coupled Approximation Level (ISCAL) method is developed and implemented into the finite element ice sheet model Elmer/Ice. The ISCAL method combines the Shallow Ice Approximation (SIA) and Shelfy Stream Approximation (SSA) with the full Stokes model, such that the Stokes equations are only solved in areas where both the SIA and SSA is inaccurate. Where and when the SIA and SSA is applicable is decided automatically and dynamically based on estimates of the modeling error. The ISCAL method provides a significant speed-up compared to the Stokes model. The third contribution of this thesis is the introduction of Radial Basis Function (RBF) methods in glaciology. Advantages of RBF methods in comparison to finite element methods or finite difference methods are demonstrated.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2016. , s. 46
Serie
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 1368
Nyckelord [en]
ice sheet modelling, stokes equations, shallow ice approximation, finite element method, perturbation expansions, non-newtonian fluids, free surface flow
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Forskningsämne
Beräkningsvetenskap
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-283442ISBN: 978-91-554-9562-6 (tryckt)OAI: oai:DiVA.org:uu-283442DiVA, id: diva2:919117
Disputation
2016-06-03, 2446, Lägerhyddsvägen 2, Uppsala, 10:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Projekt
eSSENCETillgänglig från: 2016-05-13 Skapad: 2016-04-13 Senast uppdaterad: 2016-06-01Bibliografiskt granskad
Delarbeten
1. A numerical study of scaling relations for non-Newtonian thin-film flows with applications in ice sheet modelling
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>A numerical study of scaling relations for non-Newtonian thin-film flows with applications in ice sheet modelling
2013 (Engelska)Ingår i: Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics, ISSN 0033-5614, E-ISSN 1464-3855, Vol. 66, s. 417-435Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-205727 (URN)10.1093/qjmam/hbt009 (DOI)000327457200001 ()
Projekt
eSSENCE
Tillgänglig från: 2013-08-09 Skapad: 2013-08-22 Senast uppdaterad: 2017-12-06Bibliografiskt granskad
2. Accuracy of the zeroth- and second-order shallow-ice approximation: numerical and theoretical results
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Accuracy of the zeroth- and second-order shallow-ice approximation: numerical and theoretical results
2013 (Engelska)Ingår i: Geoscientific Model Development, ISSN 1991-959X, E-ISSN 1991-9603, Vol. 6, s. 2135-2152Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-213571 (URN)10.5194/gmd-6-2135-2013 (DOI)000329050500017 ()
Projekt
eSSENCE
Tillgänglig från: 2013-12-19 Skapad: 2013-12-28 Senast uppdaterad: 2017-12-06Bibliografiskt granskad
3. Dynamically coupling the non-linear Stokes equations with the shallow ice approximation in glaciology: Description and first applications of the ISCAL method
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Dynamically coupling the non-linear Stokes equations with the shallow ice approximation in glaciology: Description and first applications of the ISCAL method
2016 (Engelska)Ingår i: Journal of Computational Physics, ISSN 0021-9991, E-ISSN 1090-2716, Vol. 308, s. 1-19Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-269822 (URN)10.1016/j.jcp.2015.12.025 (DOI)000369086700001 ()
Projekt
eSSENCE
Tillgänglig från: 2015-12-17 Skapad: 2015-12-18 Senast uppdaterad: 2017-12-01Bibliografiskt granskad
4. The ISCAL method and the grounding line: Combining the Stokes equations with the Shallow Ice Approximation and Shelfy Stream Approximation
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>The ISCAL method and the grounding line: Combining the Stokes equations with the Shallow Ice Approximation and Shelfy Stream Approximation
2016 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
Technical report / Department of Information Technology, Uppsala University, ISSN 1404-3203 ; 2016-006
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-283438 (URN)
Projekt
eSSENCE
Tillgänglig från: 2016-04-19 Skapad: 2016-04-13 Senast uppdaterad: 2016-05-16Bibliografiskt granskad
5. A meshfree approach to non-Newtonian free surface ice flow: Application to the Haut Glacier d'Arolla
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>A meshfree approach to non-Newtonian free surface ice flow: Application to the Haut Glacier d'Arolla
2016 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
Technical report / Department of Information Technology, Uppsala University, ISSN 1404-3203 ; 2016-005
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-283437 (URN)
Projekt
eSSENCE
Tillgänglig från: 2016-04-19 Skapad: 2016-04-13 Senast uppdaterad: 2016-05-16Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(1091 kB)476 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 1091 kBChecksumma SHA-512
1ea7eeabdaa10fa4bf14429ec5862083b80892757a95838aec3321c2e05ffb93ca165a919083b6252bdb9e5986b1d3c1086014687e6f369b182bb8f75d55d298
Typ fulltextMimetyp application/pdf
Köp publikationen >>

Personposter BETA

Ahlkrona, Josefin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Ahlkrona, Josefin
Av organisationen
Avdelningen för beräkningsvetenskapNumerisk analys
Beräkningsmatematik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 476 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

isbn
urn-nbn

Altmetricpoäng

isbn
urn-nbn
Totalt: 4395 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf